Datos solares y eólicos

Medición de radiación solar, temperatura, velocidad y dirección del viento
Datos anualesDatos mensuales
Con el propósito de extraer la información solar/eólica de la zona, el programa ValpoSolar contempló la instalación de 10 estaciones de medición phiNet®11 distribuidas en distintos puntos de la ciudad puerto de acuerdo al Plan de Desarrollo Comunal de Valparaíso.

Durante 2016, cada una de las estaciones registró, minuto a minuto, el comportamiento de la radiación solar global en plano horizontal (GHI) y la temperatura ambiente, así como la dirección y velocidad del viento a baja altura.
Por su parte, el procesamiento de los datos se realizó a través de la plataforma phiNet®, contemplando un período de actualización hora a hora. Esta herramienta permitió generar resúmenes horarios pertinentes para cada tipo de variable, sintetizando la información medida durante el día anterior.

PHIs010

dirección: Laguna Verde
comuna: Valparaíso
latitud: -33.10256576538080
longitud: -71.66996765136710

PHIs026

dirección: Población Obrera de la Union – Castillo 773, Cerro Cordillera, Valparaiso
comuna: Valparaíso
latitud: -33.04268264770500
longitud: -71.63381195068360

PHIs027

código: PHIs027
direccion: EPV – Av. Errázuriz Nº25, Valparaíso
comuna: Valparaíso
latitud: -33.03335571289060
longitud: -71.62975311279290

PHIs028

codigo: PHIs028
direccion: SILOB – Javiera Carrera 839, Cerro Los Placeres, Valparaí­so.
comuna: Valparaíso
latitud: -33.04104232788080
longitud: -71.58876800537110

PHIs029

codigo: PHIs029
direccion: Instituto Marí­a Auxiliadora – Av. Quebrada Verde #195, Playa Ancha, Valparaí­so
comuna: Valparaíso
latitud: -33.03139114379880
longitud: -71.63729858398430

PHIs030

código: PHIs030
dirección: ZEAL – Camino La Pólvora, Valparaí­so
comuna: Valparaíso
latitud: -33.06993865966790
longitud: -71.63542175292960

PHIs31

codigo: PHIs031
direccion: Jardí­n Infantil Burbujitas Av. Rodelillo 4670, Valparaí­so
comuna: Valparaíso
latitud: -33.06517791748040
longitud: -71.56508636474610

PHIs032

código: PHIs032
direccion: Colegio Teresita de Lisieux Napoli Nº275, Cerro El Litre, Valparaí­so
comuna: Valparaíso
latitud: -33.05418014526360
longitud: -71.60998535156250

PHIs033

código: PHIs033
dirección: Empresa Full Color, Placilla, Valparaíso
comuna: Valparaíso
latitud: -33.13145446777340
longitud: -71.55930328369140

PHIs034

código: PHIs034
dirección: Consultorio Marcelo Mena, Av. Alemania Nº5360, Valparaíso
comuna: Valparaíso
latitud: -33.04971313476560
longitud: -71.62982940673820

En conformidad a la ubicación de cada una de las estaciones de medición, fue posible crear una síntesis de los datos que caracterizara a las variables solares/eólicas en la ciudad de Valparaíso.

El análisis derivó en los siguientes resúmenes gráficos anuales:

• Radiación Solar Global en Plano Horizontal por hora para cada día del año.
• Radiación Solar Global en Plano Horizontal acumulada por hora para cada mes del año.
• Temperatura por hora para cada día del año.
• Magnitud y dirección del viento.
• Rosa de los vientos.

Cabe destacar que los resultados, procesamiento de datos y todo análisis que pueda desprenderse de estos, siguen siendo válidos a la fecha; debido a la naturaleza física de los parámetros involucrados.

Tal como se mencionó, el procesamiento de los datos dió origen, entre otros resultados, a la descripción gráfica de las GHI percibidas por las estaciones phiNet®11 durante cada hora del día y para cada día del año en que se hizo el estudio.

En términos generales, lo anterior se consigue realizando la suma discreta de las cuantías de radiación en [W/m²] para un intervalo de tiempo de 1 hora y en una determinada localización geográfica. Posteriormente, el cálculo se hace extensivo para todas las horas del año.

La información reveló que dado que la radiación solar no varía de manera significativa (no existen cambios importantes en la latitud de las 10 estaciones de medición debido a su cercanía), es posible extrapolar a toda la ciudad de Valparaíso los resultados de GHI medidos desde cualquiera de las estaciones. De este modo, la Radiación Solar Global en Plano Horizontal por hora para cada día del año levantada desde Cerro Placeres y válida para toda la ciudad puerto es como se presenta a continuación:

Otra manera de presentar la información del recurso solar es mediante un gráfico que relacione los datos de radiación con el intervalo temporal en el que ocurren. Ejemplo de ello es la imagen mostrada abajo, en donde se compiló la data medida por la estación en Cerro Placeres para crear un gráfico de intensidades de GHI horario para Valparaíso. Aquí, los puntos pintados en rojo representan datos energéticos de GHI cuya magnitud es cercana a los 1000[Wh/m²]; le siguen los puntos amarillos, que corresponden a registros de radiación próximos a 500[Wh/m²]; mientras que los puntos azules muestran las horas del año en donde la radiación solar es nula.
Si nuevamente se toma el conjunto de datos reportado por la estación de Cerro Placeres, pero ahora se decide sumar la magnitud de todos los datos de GHI ocurridos durante la misma hora y para todos los días del mes, se puede generar un mapa de intensidad que muestre cuáles son los intervalos horarios en los que se acumula una mayor intensidad de radiación mensual en Valparaíso y, con ello, inferir en qué momento del año se encuentra el mayor potencial energético que se puede extraer desde el campo solar.

La síntesis gráfica hecha por phiNet® para la Radiación Solar Global en Plano Horizontal acumulada por hora para cada mes del año se exhibe a continuación:

Otro aspecto importante es la evolución que tiene la temperatura en Valparaíso a lo largo del año. Para construir la imagen adjunta se agruparon los datos colectados por las estaciones y se generó un resumen anual en el cual se puede consultar el mes, el día y la hora en la que se sitúa el dato.

Como se ilustra en la gráfica de Temperatura por hora para cada día del año, durante los meses de mayor radiación solar, la temperatura máxima se encuentra alojada en el rango de los 20[°C] a 30[°C], razonablemente; mientras que para el período de invierno se observan temperaturas máximas por encima de los 12[°C], pero sin superar los 20[°C]. El hecho de que la temperatura se mueva en rangos se justifica en la presencia de nubosidad, que de manera parcial o total también puede influir sobre los niveles de radiación solar capturada. Lo anterior se manifiesta desde un día completamente nublado, en donde la temperatura está por debajo de la media del mes; hasta el fenómeno de vaguada costera, en donde se merma gran parte de la radiación solar matutina y se observan temperaturas que paulatinamente ascienden hasta el medio día, conforme se despeja el fenómeno.

Por otra parte, la recolección de datos del recurso eólico contempló el desglose del vector velocidad del viento en dos componentes: magnitud y dirección. A diferencia de lo que ocurrió con la radiación solar, los parámetros de viento sí experimentaron variaciones importantes en los diferentes puntos de medición; por lo que el resultado particular de una de las estaciones no puede extrapolarse como conclusión general para el resto de la ciudad de Valparaíso. Así, si se toma en cuenta el trabajo realizado por la plataforma para la Magnitud y dirección de la velocidad del viento percibidas en Cerro Placeres, se obtiene, respectivamente:
En adición a lo anterior, con el propósito de mejorar la representación del potencial eólico estudiado, conviene generar un gráfico que agrupe a los vectores de viento según la tendencia espacial más frecuente. Lo anterior se consigue construyendo la Rosa de los vientos del recurso, permitiendo vislumbrar la magnitud y dirección de cada uno de los datos levantados desde Cerro Placeres por la phiNet®11 correspondiente. Referenciando los 0°/360° con la dirección Norte geográfica, se consigue:

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